【分布式事务】X/OpenDTP事务模型、2PC 协议

雨点打透心脏的1/2处 2022-11-03 15:30 238阅读 0赞

> 前言：[【分布式事务】是什么？有什么问题？][Link 1]

## 1.X/OpenDTP事务模型 ##

X/Open DTP(X/Open Distributed Transaction Processing Reference Model) 是X/Open这个组织定义的一套分布式事务的标准，也就是定义了规范和API接口，由各个厂商进行具体的实现。 这个标准**提出了使用二阶段提交**(2PC – Two-Phase-Commit)来保证分布式事务的完整性。后来J2EE也遵循了X/OpenDTP规范，设计并实现了java里的分布式事务编程接口规范-JTA。

在X/OpenDTP事务模型中，定义了三个角色：

> 当一个事务涉及多个分布式节点时，为了保证事务处理的ACID特性，就需要引入一个调度者（TM）来统一调度跨节点的执行逻辑，这些被调度的节点被称为（AP）。TM调度这些AP，并最终决定这些的AP处理后，事务是否进行提交或者回滚，而事务操作最终落实的地方就是RM。

*  AP: application, 应用程序，也就是业务层。哪些操作属于一个事务，就是AP定义的。比如上图的用户服务。
 *  RM： Resource Manager，资源管理器。一般是数据库，也可以是其他资源管理器，比如消息队列， 文件系统。比如上图的db。
 *  TM： Transaction Manager ，事务管理器、事务协调者，负责接收来自用户程序（AP）发起的XA事务 指令，并调度和协调参与事务的所有RM（数据库），确保事务正确完成。

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNTkyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]

**关于 XA**

XA 是X/Open DTP定义的资源管理器和事务管理器之间的接口规范，TM用它来通知和协调相关RM事务的开始、结束、提交或回滚。目前Oracle、Mysql、DB2都提供了对XA的支持；

XA接口是双向的系统接口，在事务管理器(TM）以及多个资源管理器之间形成通信的桥梁（XA不能自动提交）

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNTkyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 1]

## 2.关于2PC协议 ##

在X/OpenDTP事务模型中用到了2PC，即二阶段提交(2PC – Two-Phase-Commit)。这两个阶段主要包括 Propose（投票）和Commit（正式提交）。

> PS：2PC是一个**强一致性协议**。因为整个事务在TM处理下分为两个阶段提交，所以叫2PC

### 2.1 阶段一：提交事务请求（投票） ###

1）事务询问：TM向所有的参与者发送事务内容，询问能否执行事务提交操作，并开始等待各参与者的响应  
![在这里插入图片描述][20201121143553398.png_pic_center]  
2）执行事务：各个参与者节点执行事务操作，并将Undo和Redo信息记录到事务日志中

> 关于Undo、Redo日志可以参考 [【MySQL】运行原理（四）：重做日志（redo log），回滚日志（undo log），二进制日志（binlog）][MySQL_redo log_undo log_binlog]…

3）反馈执行结果：如果参与者事务执行成功就返回yes，失败就返回no；向调度者返回结果就类似一个投票过程

### 2.2 阶段二：执行事务提交 ###

根据AP的投票结果（执行结果）最终决定：执行事务 或 回滚事务

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L3dlaXhpbl80MzkzNTkyNw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center 2]

> 存在的问题： 因为2pc是强一致性协议，所以如果第一阶段其中一个RM在写入日志时宕机，或返回后TM网络出现故障，那么第二阶段就会无法进行，RM会一直阻塞，全局事务就卡死在这里了。
> 
>  *  降低一致性要求，引入过半提交机制；比如zk在第一阶段只要半数节点完成，就进入第二次提交
>  *  引入timeout超时机制；比如3pc针对此问题进行了改造引入了timeout机制

[Link 1]: https://blog.csdn.net/weixin_43935927/article/details/109897297
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[MySQL_redo log_undo log_binlog]: https://blog.csdn.net/weixin_43935927/article/details/109376809
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